OH^—和氧离子杂质在BaF2晶体辐照损伤的影响

从理论和实验两方面研究ＯＨ＾－和氧离子杂质为ＢａＦ２晶体辐照损伤的影响，并对其机理进行讨论，理论上用ＨＦＳ－ＤＶＭ－Ｘα）局域密度离散变分法计算ＯＨ＾－和氧离子杂质心在ＢａＦ２中的电子结构，得到ＯＨ＾－，Ｈｓ＾－（Ｕ心），Ｏｓ＾－，Ｏｓ＾２－和（Ｏｓ＾２－－Ｆ＾＋）都可能是引起辐照损伤的源泉。实验发现，ＢａＦ２晶体水解处理后，ＯＨ＾－和氧离子杂质很容易进入ＢａＦ２，在晶体中的存在形式主要是：ＯＨ＾     

OH~－和氧离子杂质对BaF_2晶体辐照损伤的影响

从理论和实验两方面研究ＯＨ－和氧离子杂质对ＢａＦ２晶体辐照损伤的影响，并对其机理进行讨论．理论上用（ＨＦＳ－ＤＶＭ－Ｘα）局域密度离散变分法计算ＯＨ－和氧离子杂质心在ＢａＦ２中的电子结构，得到ＯＨ－，Ｈｓ－（Ｕ心），Ｏｓ－，Ｏｓ２－和（Ｏｓ２－－Ｆ＋）都可能是引起辐照损伤的源泉．实验发现，ＢａＦ２晶体水解处理后，ＯＨ－和氧离子杂质很容易进入ＢａＦ２，在晶体中的存在形式主要是：ＯＨ－占据阴离子位置，氧离子以Ｏｓ２－的形式占据Ｆ－的晶格位置，并由氟空位（Ｆ＋）作电荷补偿，较大可能以（Ｏｓ２－Ｆ＋）形式存在．γ辐照前后水解处理样品的光吸收谱（ＶＵＶ，ＵＶ，ＩＲ）和电子顺磁共振谱（ＥＰＲ）验证了理论计算的正确性．综合理论和实验，我们认为ＯＨ－氧离子杂质引起ＢａＦ２晶体辐照损伤的主要原因是：ＯＨ－和（Ｏｓ２－Ｆ＋）辐照分解成Ｈｓ－（Ｕ心）和Ｏｓ－．上海硅酸盐研究所在晶体生长工艺中，有意识地对ＯＨ－和氧离子给予特别的注意，在改进辐照损伤上获得较好的效果．     

1064 nm和532 nm激光对HfO2/SiO2非规整高反膜的激光诱导损伤研究

规整膜系是常见的薄膜结构,但往往无法满足理想激光传输效果和仪器使用效果,由此在满足激光系统及传输的窗口要求下,以规整膜系为设计基础优化得到非规整膜系,以获得良好的激光传输效果。采用电子束热蒸发法制备了HfO₂/SiO₂非规整高反射率薄膜,该薄膜的激光诱导损伤分别通过1064 nm、10 ns脉冲和532 nm、10 ns脉冲进行测试。损伤形貌分别使用尼康L150光学显微镜和ZYGO白光干涉仪进行表征。对两种波长下的激光诱导损伤阈值和损伤形貌进行比较。得到以下结果:两种波长下激光诱导损伤的典型损伤形貌在低能量脉冲辐照下表现出凹坑,周围有一定面积的烧蚀区域,在高能量脉冲辐照下表现出材料分层现象;两个波长对薄膜损伤测试过程中,1064 nm激光损伤阈值为5.64 J/cm²,532 nm激光损伤阈值为1.54 J/cm²,损伤通常起始于电场的峰值附近;不同波长下损伤形貌可能与缺陷吸收引起的热应力有关,1064 nm损伤测试中损伤形貌近似圆形,532 nm损伤形貌不规则。分析可得以下结论:该薄膜于1064 nm激光下的薄膜抗激光损伤能力优于532nm激光;1064 nm和532 nm激光下损伤形貌均为凹陷状损伤;1064 nm激光下薄膜界面场强值和峰值场强均高于532 nm激光。     

激光辐照制备高介电常数Ta2O5陶瓷

采用大功率CO2激光辐照制备高介电常数Ta2O5陶瓷,讨论了激光制备工艺参数如激光光束模式、功率密度、扫描速率、辐照时间、辐照方式等对制备材料介电性能和组织形貌的影响,分析了其作用机理.     

光学显微术研究激光晶体Nd:GdVO4

报道用光学显微技术观察Czochralski方发生长的新型激光材料NdGdVO4晶体中的生长缺陷的种类、形态和分布.这些缺陷包括包裹物,色心,开裂,台阶面,位错,小角晶界和位错塞积群.讨论了这些缺陷的形成原因,提出了减少生长缺陷的措施.     

CO2激光对熔石英损伤修复的研究进展

CO2激光对熔石英损伤修复的机理主要是通过激光的热效应使表面发生熔融,对损伤处起到弥合作用使元件的表面结构趋于完整。近几年CO2激光修复的方法按激光扫描方式可以分为光栅式扫描法和振镜扫描法。利用逐渐提高功率的扫描方式可以有效减少修复过程中气泡的产生,用高温退火的方式可以完全消除或者消除大部分修复后产生的应力,这取决于损伤点的尺寸。多种处理工艺相结合的方法可以有效提高修复后的损伤阈值。     

Mg:Er:LiNbO3晶体波导基片抗光损伤的研究

以Czochralski技术生长Mg(2mol%)Er(1mol%)LN,Mg(4mol%)Er(1mol%)LN,Mg(6mol%)Er(1mol%)LN,Mg(8mol%)Er(1mol%)LN和Er(1mol%)LN晶体.测试了MgErLiNbO3晶体的红外光谱,Mg(2mol%)ErLN,Mg(4mol%)ErLN OH-吸收峰在3486cm-1附近,Mg(6mol%)ErLN和Mg(8mol%)ErLN晶体OH-吸收峰移动到3535cm-1附近,对MgErLN晶体OH-吸收峰移动机理进行研究.采用m线法测试MgErLN晶体光损伤阈值.Mg(6mol%)Er(1mol%)LN和Mg(8mol%)ErLN晶体光损伤阈值比ErLN晶体提高两个数量级以上.Mg(2mol%)ErLN和Mg(4mol%)ErLN晶体比Er(1mol%)LN晶体提高一个数量级.     

不同掺杂对Ba3Y(BO3)3晶体的生长和相变的影响

结合X射线粉末衍射和差示扫描量热法,系统研究了不同格位上的掺杂对Ba₃Y(BO₃)₃晶体的生长和相变的影响. 研究发现,相同掺杂浓度10at%时,掺Nd³⁺的α-Ba₃Y(BO₃)₃晶体的相变温度（1099.6℃）比掺Yb³⁺的晶体的相变温度（1145.3℃）低;且随着掺Nd³⁺浓度的降低,晶体的相变温度升高,晶体在降温过程中更容易发生相变. 在晶体中掺入Sr²⁺离子,可以有效提高Yb³⁺∶α-Ba₃Y(BO₃)₃晶体的稳定性. 随着Sr²⁺掺入浓度的增加,晶体的熔点升高,相变温度降低. 当Sr²⁺掺杂浓度为16at%时,晶体的相变峰消失;当Sr²⁺掺杂浓度分别为5at%、10at%时,晶体仍然发生相变.     

Ca2YO(BO3)3晶体的热物理性质研究

测量了新型非线性激光晶体Ca2YO(BO3)3（YCOB）的比热及其沿a,b,c三个方向的热膨胀系数，热扩散系数，导热系数，声子平均自由程和等效声速等热物理性质；讨论了属于单斜晶系的YCOB晶体的热物性的各向异性行为；实验结果表明YCOB晶体具有较大的比热和导热系数，其热膨胀系数各向异性相对较小，具有良好的热物理和力学性能。     

自变频激光晶体Nd3+:GdAl3(BO3)4的研究

采用熔盐法生长出尺寸为30mm的Nd3+:GdAl3(BO3)4优质晶体,进行了吸收光谱和荧光光谱的测定研究,计算得到晶体发射截面为σe1061.9=2.9×10-19cm2和σe1338mm=5.5×10-20cm2.采用染料激光器作为泵浦源,对晶体进行了自变频激光实验研究,在紫外可调谐(378-382nm)、绿光531nm、蓝光(436-443nm)、红光(669nm)和红外可调谐(1305-1365nm)波段实现了激光输出,输出的最大功率分别为:105μJ/脉冲、119.5μJ/脉冲、445μJ/脉冲、19μJ/脉冲和31μJ/脉冲.     

(Al2O3)f/Al复合材料在强界面结合下的疲劳损伤模式

在拉-拉载荷下测定了(Al₂O₃)_f/Al复合材料的疲劳寿命(S-N)曲线。通过夭折试验以及SEM疲劳断口和纵截面组织结构分析,研究了复合材料的疲劳损伤模式。研究结果表明,(Al₂O₃)_f/Al复合材料的疲劳极限为750MPa,远高于SCS-6碳化硅纤维增强钛基复合材料。该复合材料兼有钛基和树脂基纤维复合材料疲劳损伤的特点,高应力下由单个裂纹的起源和生长导致复合材料的失效;低应力下,疲劳损伤模式包括纤维劈裂、众多基体裂纹和单个基体裂纹的横向扩展。其中纤维劈裂是主控机制。其更高的疲劳极限可归因于低应力下纤维的纵向劈裂。     

0.6%Pr,x%La:CaF2的发光性能研究和Judd-Ofelt分析(英文)

氟化钙(CaF₂)是一种良好的激光材料基质,具有较宽的透过范围(0.125～10μm)、良好的导热性(9.71W/(m·K))和低非线性效应系数。在Pr:CaF₂晶体中,[Pr³⁺-Pr³⁺]团簇导致Pr³⁺离子在较低浓度下出现荧光猝灭现象。在CaF₂中共掺入La³⁺离子有可能打破[Pr³⁺-Pr³⁺]团簇。本研究通过温度梯度法(Temperature Gradient Technique, TGT),成功地生长了一系列共掺入不同浓度La³⁺离子的Pr:CaF₂晶体。在室温下采用X射线粉末衍射、吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减寿命对Pr,La:CaF₂晶体进行表征。Pr:CaF₂晶体共掺入La³⁺离子后仍具有立方晶体结构。³P₀→^3<...     

温梯法蓝宝石(Al2O3)晶体的脱碳去色退火研究

温度梯度法(TGT)生长的Al2O3晶体因石墨发热体在高温时的挥发和原料中过渡性金属离子的存在,晶体在不同部位呈现不同颜色,一般上部为浅红色,尾部为浅黄绿色.将TGT法生长的Al2O3晶体(φ110×80mm3)依次经过高温氧化气氛、高温还原气氛脱碳、去色退火实验,即"两步法"退火实验,晶体变成无色、透明.经测试,Al2O3晶体的完整性、光学透过率和光学均匀性均有显著提高.     

基于外加热激励源的中红外激光辐照VO2薄膜温升研究

VO_2薄膜在中红外激光防护领域有着重要意义。为研究中红外激光辐照VO_2薄膜的温升累积效应及克服中红外激光器功率过小的困难,设计了一种外加热激励源的实验方法。首先利用ANSYS软件对中红外纳秒脉冲激光在不同激励源温度和不同功率密度下辐照VO_2薄膜的温升累积进行仿真,并做了实际验证。研究发现,随着外加激励温度的升高,可在一定时间(100s)内达到VO_2相变温度的激光功率密度逐渐减小,通过增加功率密度,也可以进一步降低相变所需的激励源温度。两者均提高了VO_2薄膜的温升速率。然后在激励源温度为40℃、中红外激光功率密度为1 W/mm~2的条件下研究了中红外纳秒脉冲激光参数对VO_2薄膜的温升累积效应,结果表明,增加激光脉宽、增加重频或光斑半径均能有效增加VO_2薄膜的温升速率。     

过渡金属元素(Fe与Cr)掺杂Bi4Si3O12晶体 闪烁性能的研究

本文采用坩埚下降法生长出20mm×20mm×100mm优质Bi     

氘含量对K(H1-xDx)2PO4晶体结构及完整性的影响

采用传统降温法生长了一系列的K(H1-x Dx)2PO4晶体。粉末X射线衍射(XRD)证明氘化后晶体的对称性并没有发生改变,晶胞参数a随氘含量的增加而增大,参数c则小幅度增大。对晶体的高分辨X射线衍射研究,结果表明KDP-DKDP混晶中,D取代部分的H原子对晶体的结晶完整性影响较小。     

Ti3SiC2含量对Ag-Ti3SiC2电接触材料电弧烧蚀行为的影响(英文)

本实验全面研究了Ti₃SiC₂含量对Ag-Ti₃SiC₂接触材料电弧烧蚀行为的影响;Ag-Ti₃SiC₂复合材料经10 kV电弧烧蚀被分解氧化并形成AgO,TiO₂和SiO₂,在阴极表面形成突起、气孔、剥离和褶皱。随着Ti₃SiC₂含量的增加,电弧在Ag-Ti₃SiC₂复合材料烧蚀表面上分散激溅。在复合材料中加入30 vol.%的Ti₃SiC₂,Ti₃SiC₂的锁住效应可以将熔融的Ag封锁,有效地降低Ag基体的飞溅现象和电弧烧蚀对接触材料的侵蚀效应。     

在KOH活化的激光诱导石墨烯上沉积MnO2用于柔性平面微型超级电容器(英文)

柔性超级电容器具有超高的功率密度和超长的循环寿命,结合其结构的灵活性、轻质和形状多样性的特点,在储能领域具有巨大的应用潜力。发展柔性超级电容器首先要解决柔性电极制备的难题。本研究通过激光直写技术结合KOH活化得到高柔性、高导电性的微孔石墨烯基底,即活化的激光诱导石墨烯(a-LIG),然后用电化学沉积法在其上沉积二氧化锰,成功开发出柔性a-LIG/MnO₂电极。在1 mol/L的Na₂SO₄电解质中,当电流密度为1 mA/cm²时,复合aLIG/MnO₂电极表现出304.61 mF/cm²的高面积比电容。以a-LIG/MnO₂为阳极,a-LIG为阴极,PVA/H₃PO₄为凝胶电解质,组装了柔性非对称超级电容器,在功率密度为260.28μW/cm²时其面积能量密度为2.61μWh/cm²,在电流密度为0.2 mA/cm²时其面积比...     

CsBr:(Eu2+,KOH)粉体光激励发光和抗辐照性能研究

采用高温固相烧结法制备了KOH掺杂的CsBr:(Eu2+,KOH)粉体,通过对材料体系荧光光谱、光激励发光谱、拉曼光谱和光激励发光衰减时间等的系统研究,深入分析了KOH对CsBr:Eu2+粉体光激励发光性能和抗辐照性能的影响。研究结果表明,掺杂引入的OH-离子增加了无辐射跃迁的几率,随着KOH浓度的增大,CsBr:(Eu2+,KOH)粉体的光激励发光衰减时间逐渐缩短。同时,由于K+和OH-离子的共同作用,使材料中Eu离子周围空位浓度减少,避免了因Eu2+聚集而导致的浓度淬灭,使CsBr:(Eu2+,KOH)粉体的抗辐照性能增强。     

共沉淀法制备(Ni,Zn)Fe2O4纳米复合材料及其特性研究

以FeSO₄·7H₂O、NiSO₄·6H₂O和ZnSO₄·7H₂O为原料,通过共沉淀法先制备出晶粒细小的碱式碳酸盐前驱体,在不同的温度下焙烧1 h,制备出(Ni,Zn)Fe₂O₄纳米晶复合材料,利用XRD和TEM等方法对样品进行了分析表征;并考察了其气敏特性和红外吸收性能。结果表明:(Ni,Zn)Fe₂O₄在500℃下开始固相反应并结晶成为纳米晶体,在800℃下晶粒尺寸约为50nm。